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粗饲料是反刍动物饲料的主体,但因为内源酶不足、快速过瘤胃作用或动物健康状况等原因其瘤胃消化率一直在较低的水平。在反刍动物饲料中添加外源酶制剂可补充内源酶的消化作用,但其作用效果差异较大。本研究使用体外模拟瘤胃发酵技术,研究11种外源酶制剂对青贮玉米体外发酵和甲烷生成的影响。研究分为三个部分,首先测定了所获得酶制剂的蛋白浓度和酶活;并设计体外发酵试验探索酶制剂的最佳添加水平;在此基础上研究添加酶制剂对青贮玉米体外发酵的作用。
试验一:运用蛋白定量技术测定所有酶制剂的蛋白浓度,包括5种纤维素酶(CEL1-CEL5)和6种木聚糖酶(XYL1-XYL6),并参照瘤胃内环境,在pH6.6和温度39℃下测定所有酶制剂的木聚糖酶活、内切葡聚糖酶活和外切葡聚糖酶活。结果发现,各厂家所提供的酶制剂其蛋白浓度值和酶活有较大差异,各种酶制剂的酶活因测定的条件和程序不同的有很大变化。
试验二:利用压力读取式体外产气系统,研究不同水平的酶制剂对青贮玉米体外发酵的影响。试验采用11×4二因子试验设计,设4个添加水平,结果表明添加纤维素酶提高了青贮玉米的干物质降解率,但添加木聚糖酶的效果不明显。综合考虑干物质降解率、产气量及产气速率,纤维素酶的最佳添加水平为30 U/g,木聚糖酶的最佳添加水平为80 U/g。
试验三:在试验二基础上,研究不同酶制剂在最适添加水平下对青贮玉米体外发酵参数、挥发性脂肪酸(VFA)和甲烷的影响。结果发现,纤维素酶显著提高青贮玉米的产气速率(P<0.05),而总产气量、总VFA产量有一定程度的下降;木聚糖酶对青贮玉米产气参数影响不显著。添加XYL-3,CEL-2,CEL-4显著增加了甲烷产量(P<0.05),而添加XYL-5和CEL-5则显著降低甲烷产量(P<0.05)。
综上所述,添加纤维素酶可改变青贮玉米的发酵参数,而木聚糖酶对青贮玉米发酵参数及总VFA产量没有显著影响,添加外源酶制剂可一定程度降低青贮玉米体外发酵时的甲烷生成。